微機原理課件第五章半導體存儲器

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1、第五章第五章 半導體存儲器半導體存儲器 存儲器是計算機的一個重要組成部分存儲器是計算機的一個重要組成部分,用來用來保存程序和數(shù)據(jù)的硬件裝置保存程序和數(shù)據(jù)的硬件裝置.記憶功能部件記憶功能部件.5.1 5.1 概述概述一、存儲器的分類一、存儲器的分類 從不同的角度出發(fā)從不同的角度出發(fā),存儲器有不同的分類方式：存儲器有不同的分類方式：1.1.按照工作時與按照工作時與CPUCPU聯(lián)系可分聯(lián)系可分:主存主存(內(nèi)存內(nèi)存),),輔存輔存(外存外存).).主存主存直接和直接和CPUCPU交換信息交換信息,且按存儲單元讀且按存儲單元讀/寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù),速度快速度快.輔存輔存不能直接和不能直接和CPUCPU交換信息

2、交換信息，作主存的外援，作主存的外援,存存放暫時不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)放暫時不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù),它只是在需要時與主存它只是在需要時與主存進行批量數(shù)據(jù)交換進行批量數(shù)據(jù)交換,容量大容量大,速度慢速度慢.2.2.按存儲元件按存儲元件材料可分材料可分:半導體存儲器半導體存儲器(常作主常作主存存),),磁存儲器磁存儲器(磁帶磁帶,磁盤磁盤),),光存儲器光存儲器(光盤光盤).).3.3.按存儲器按存儲器(半導體存儲器半導體存儲器)讀寫工作方式可讀寫工作方式可分可分可分分:雙極型雙極型RAMRAM存儲速度高存儲速度高,集成度較低集成度較低,功耗大，功耗大，成本較高，成本較高，主要用在高速微機中主要用在高速微機

3、中.靜態(tài)靜態(tài)SRAMSRAM集成度較高集成度較高;不需刷新不需刷新;速度快速度快,價格貴價格貴.動態(tài)動態(tài)DRAMDRAM需刷新需刷新;集成度高集成度高;速度較低速度較低,價格便宜價格便宜.掩摸掩摸ROMROM由廠家固定線路由廠家固定線路(數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)),),不能不能 改寫；改寫；可編程可編程PROMPROM用戶進行編程用戶進行編程,但只能一次；但只能一次；可擦除的可擦除的EPROMEPROM可用紫外線擦去后可用紫外線擦去后,再編程，再編程，可多次改寫；可多次改寫；電擦除可編程電擦除可編程E EEPROMEPROM能在線修改。能在線修改。MOS RAMRAMROM二存儲器的性能指標二存儲器的性能指標

4、 主要的性能有：存儲容量，存取速度，可靠性，性主要的性能有：存儲容量，存取速度，可靠性，性能價格比。能價格比。存儲容量存儲容量用其用其存儲的二進制信息量存儲的二進制信息量描述。表示為：描述。表示為：字數(shù)字數(shù)*字長字長，由于微機中均以字節(jié)編址，常表示為，由于微機中均以字節(jié)編址，常表示為 字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù)8 8。如：如：16KB16K16KB16K*8 8，如：如：486486主存主存8MB8M8MB8M*8 8。存取速度存取速度啟動一次存儲操作到完成該操作所經(jīng)歷的啟動一次存儲操作到完成該操作所經(jīng)歷的時間。時間。對存儲器的要求是容量大，速度快，可靠性高，成本低，對存儲器的要求是容量大，速度快，可靠性高

5、，成本低，由于制造工藝限制，很難在同一存儲器中都達到要求，由于制造工藝限制，很難在同一存儲器中都達到要求，三者不可兼得，為此采用分級存儲系統(tǒng)。三者不可兼得，為此采用分級存儲系統(tǒng)。三存儲器的分級結(jié)構(gòu)三存儲器的分級結(jié)構(gòu) 在在386386486486以上微機中采用三級存儲器結(jié)構(gòu)以上微機中采用三級存儲器結(jié)構(gòu)(286(286以下只有以下只有二級二級:內(nèi)存，外存內(nèi)存，外存）：）：高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器（CACHECACHE），主存，輔存），主存，輔存。CPUCPU可直接訪問高速緩可直接訪問高速緩存和主存，而不能直接訪問輔存。存和主存，而不能直接訪問輔存。高速緩存高速緩存CACHECACHE又稱快存，

6、高速小容量存儲塊，又稱快存，高速小容量存儲塊，容量一般為容量一般為32KB32KB256KB256KB，用，用SRAMSRAM構(gòu)成構(gòu)成(目前微機目前微機主存由主存由DRAMDRAM構(gòu)成構(gòu)成），速度快，容量小，用來臨時），速度快，容量小，用來臨時存放指令和數(shù)據(jù)（最常用）。存放指令和數(shù)據(jù)（最常用）。主存主存用來存放運行期間的大量程序和數(shù)據(jù)。一用來存放運行期間的大量程序和數(shù)據(jù)。一般插入等待狀態(tài)。般插入等待狀態(tài)。輔存輔存一般由磁表面存儲器構(gòu)成，用來存放系統(tǒng)一般由磁表面存儲器構(gòu)成，用來存放系統(tǒng)程序。大型文件，數(shù)據(jù)庫等。程序。大型文件，數(shù)據(jù)庫等。三種存儲器構(gòu)成三級存儲器管理，各級三種存儲器構(gòu)成三級存儲器管

7、理，各級職能和要求不同。快存追求速度，以和職能和要求不同?？齑孀非笏俣龋院虲PUCPU速度匹配；輔存追求容量大；主存介速度匹配；輔存追求容量大；主存介于兩者之間，對容量，速度都有一定要于兩者之間，對容量，速度都有一定要求。求。四虛擬存儲器和物理存儲器（四虛擬存儲器和物理存儲器（286286以后就有虛擬存儲器以后就有虛擬存儲器的概念）的概念）由于成本和工藝的原因，主存的容量始終受到限制，由于成本和工藝的原因，主存的容量始終受到限制，而程序越來越大。從而產(chǎn)生矛盾，為此從而程序越來越大。從而產(chǎn)生矛盾，為此從286286以后，采以后，采用了虛擬存儲器的技術(shù)。以解決內(nèi)存容量的不足。用了虛擬存儲器的技術(shù)

8、。以解決內(nèi)存容量的不足。如如 386386或或486486微機：微機：物理存儲器物理存儲器CPUCPU可以訪問的存儲器可以訪問的存儲器，是，是2 23232字節(jié)（字節(jié)（3232位地址線）。位地址線）。虛擬存儲器虛擬存儲器程序占用存儲空間程序占用存儲空間，可達，可達2 24646字節(jié)。字節(jié)。(虛擬虛擬地址構(gòu)成：地址構(gòu)成：1616位段地址（位段地址（1414位有效）位有效）3232位偏移地址）位偏移地址）實存儲器實存儲器 虛存儲器虛存儲器由由3232位位 RAM RAM 磁盤磁盤地址地址 ROM ROM 設(shè)備設(shè)備 2 232324G 24G 2464664T64T虛擬存儲器實際上是虛擬存儲器實際上

9、是由磁盤等外存儲器的支持由磁盤等外存儲器的支持來來實現(xiàn)的，實現(xiàn)的，即由操作系統(tǒng)把磁盤存儲器當主存來使即由操作系統(tǒng)把磁盤存儲器當主存來使用，以擴大內(nèi)存用，以擴大內(nèi)存。訪問虛擬存儲器的地址稱為虛擬地址。訪問虛擬存儲器的地址稱為虛擬地址。虛擬存儲伴隨磁盤與存儲器之間來回交換數(shù)據(jù)，虛擬存儲伴隨磁盤與存儲器之間來回交換數(shù)據(jù)，從而降低速度。因此從而降低速度。因此虛擬存儲對多個用戶虛擬存儲對多個用戶系統(tǒng)是系統(tǒng)是有效的，但對要求適時處理的有效的，但對要求適時處理的實時系統(tǒng)就不太適實時系統(tǒng)就不太適用用。實際上實際上286286以上微機有兩種運行方式以上微機有兩種運行方式實地址方式和虛實地址方式和虛地址保護方式；

10、復位自動進入實地址方式，相當于一個地址保護方式；復位自動進入實地址方式，相當于一個快速的快速的80868086。5.2 5.2 半導體存儲器半導體存儲器一半導體存儲器的結(jié)構(gòu)一半導體存儲器的結(jié)構(gòu)1 1存儲器的組成存儲器的組成 存儲器由存儲器由數(shù)以千計的基本存儲數(shù)以千計的基本存儲0 0或或1 1的電的電路組成路組成。這些存儲電路必須有規(guī)則地組合這些存儲電路必須有規(guī)則地組合起來起來存儲體存儲體。一般構(gòu)成矩陣形式。一般構(gòu)成矩陣形式存存儲矩陣儲矩陣。一般由一般由N N個個bitbit位構(gòu)成并行存取的存儲單元位構(gòu)成并行存取的存儲單元，為，為了區(qū)分不同的存儲單元，應(yīng)給了區(qū)分不同的存儲單元，應(yīng)給它編個號它編個

11、號地址地址，為了從數(shù)據(jù)較多的存儲單元中選取某一個單元，為了從數(shù)據(jù)較多的存儲單元中選取某一個單元，必須進行必須進行地址譯碼地址譯碼，如容量為，如容量為64K=264K=21616，必須，必須有有1616位地址，存儲器必須對位地址，存儲器必須對1616位地址譯碼以位地址譯碼以 選擇單元。即要接收選擇單元。即要接收CPUCPU的的N N位地址，經(jīng)譯碼后產(chǎn)位地址，經(jīng)譯碼后產(chǎn) 生生2 2N N個地址選擇信號，實現(xiàn)對片內(nèi)存儲單元的選個地址選擇信號，實現(xiàn)對片內(nèi)存儲單元的選址。址。為了擴展存儲器，常將多片存儲器的數(shù)據(jù)線為了擴展存儲器，常將多片存儲器的數(shù)據(jù)線 并聯(lián)到數(shù)據(jù)總線上（掛到總線上）。并聯(lián)到數(shù)據(jù)總線上（掛

12、到總線上）。所以所以必需是必需是三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器輸出，以使本片未選中時，處輸出，以使本片未選中時，處于高阻狀態(tài)。于高阻狀態(tài)。在計算機對存儲器進行讀在計算機對存儲器進行讀/寫操作時由寫操作時由CPUCPU的的RDRDWRWR和芯片選擇信號和芯片選擇信號CSCS對存儲器進行控制對存儲器進行控制控制邏輯控制邏輯。接收片選，形成對內(nèi)部的讀接收片選，形成對內(nèi)部的讀/寫寫操作。操作。A A0 0 地地 存存 三三 D DO O A A1 1 址址 .儲儲 態(tài)態(tài) .譯譯 .矩矩 緩緩 .碼碼 .陣陣 沖沖 .器器 器器 D Dm m A Ann1 1 控制邏輯控制邏輯 RD/WRRD/WR CSCS片選

13、信號片選信號2.2.存儲器結(jié)構(gòu)存儲器結(jié)構(gòu)從使用角度來看從使用角度來看,存儲器有兩種結(jié)構(gòu)方式存儲器有兩種結(jié)構(gòu)方式-字結(jié)構(gòu)和字結(jié)構(gòu)和位結(jié)構(gòu)位結(jié)構(gòu).字結(jié)構(gòu)字結(jié)構(gòu)存儲矩陣內(nèi)部的基本電路存儲矩陣內(nèi)部的基本電路存放一個字的所有存放一個字的所有位位.位結(jié)構(gòu)位結(jié)構(gòu)存儲存儲矩陣內(nèi)部的基本電路矩陣內(nèi)部的基本電路存放各存放各 個不同字的個不同字的同一位。同一位。如：如：10241024個基本單元電路可以組成字結(jié)構(gòu)形式，個基本單元電路可以組成字結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成構(gòu)成128128個字單元個字單元,128128*8 8=1024=1024。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DiD7 D6 D5 D4 D3 D2

14、 D1 D0 Di 0 0 0 0 1 1 1 1 .7FH 7FH 3FFH3FFH如：如：10241024基本單元電路也可組成位基本單元電路也可組成位結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成10241024個字的某一位。個字的某一位。采用字結(jié)構(gòu)方式制作的芯片，選中某一單元時，則該采用字結(jié)構(gòu)方式制作的芯片，選中某一單元時，則該單元的各位信息可以從一個芯片中單元的各位信息可以從一個芯片中同時讀出同時讀出；但封裝；但封裝引線引線較多較多，如上述，如上述128128個字則需（個字則需（2 27 7128128）7 7根根ABAB，8 8根根DBDB線。線。采用位結(jié)構(gòu)方式制作的芯片，選中某一單元采用位結(jié)構(gòu)方式制

15、作的芯片，選中某一單元 時，時，則該單元的則該單元的某一位某一位可以從一個芯片上讀可以從一個芯片上讀 出，這一位信出，這一位信息還要和其它的息還要和其它的7 7個芯片上讀個芯片上讀 出的信息組合在一起才能出的信息組合在一起才能得到一個字的全部得到一個字的全部 信息；但封裝信息；但封裝引線較少引線較少，如上述，如上述10241024個單元個單元 需（需（21010241024）1010根根ABAB和和1 1根根DBDB線。線。二常用靜態(tài)二常用靜態(tài)RAMRAM有有1 1位，位，4 4位，位，8 8位等不位等不同結(jié)構(gòu)。同結(jié)構(gòu)。SRAMSRAM21142114，61166116，62646264，62

16、12862128，6225662256例：例：21141K21141K*4 4 A6A6 1 18 1 18 VCC VCC 引腳名稱引腳名稱 A5A5 A7 A7 A0-A9A0-A9 地址輸入地址輸入1010根根 A4A4 A8 A8 D0-D3D0-D3數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/輸出輸出4 4位位 A3A3 A9 A9 CSCS片選片選 A0A0 2114 2114 D0 D0 WEWE寫允許寫允許 A1A1 D1D1 A2 A2 D2D2 CS CS D3D3GNDGND 9 10 9 10 WEWE 1K1K*4=40964=4096個基本元電路，用個基本元電路，用1010根根ABAB線對其

17、進行譯線對其進行譯碼尋址碼尋址1K1K的單元。的單元。內(nèi)部有二組三態(tài)門和內(nèi)部有二組三態(tài)門和D Di i線相連，由線相連，由CSCS和和WEWE一起控制一起控制這些三態(tài)門。這些三態(tài)門。例例611661162K2K*8 8 A7A7 1 24 1 24 VCC VCC 引腳功能引腳功能 A6A6 A8A8 A5 A5 A9 A9 D0D0D7D7 8 8位數(shù)據(jù)輸入輸出位數(shù)據(jù)輸入輸出 A4A4 WEWE A3 A3 OE OE A0-A10A0-A10地址輸入地址輸入 ,11,11位位 A2A2 6116 6116 A10A10 A1 A1 CE CE CECE 片選（芯片允許）片選（芯片允許）A0

18、A0 D7D7 D0 D0 D6 D6 WEWE 寫允許寫允許 D1D1 D5D5 D2 D2 D4 D4 OEOE 輸出允許輸出允許GNDGND 12 13 12 13 D3 D3 一般一般RAMRAM都有這三個控制端都有這三個控制端 2K 2K*8=20248=2024*8=163848=16384個基本元電路，用個基本元電路，用1111根地址根地址線對其進行譯碼，以便對線對其進行譯碼，以便對2K2K個單元進行選擇，選個單元進行選擇，選中的中的8bit8bit位同時輸入位同時輸入/輸出，數(shù)據(jù)的方向由輸出，數(shù)據(jù)的方向由CECE，WEWE，OEOE一起控制。一起控制。61166116控制真值表

19、：控制真值表：CE OE WE CE OE WE 操作方式操作方式 H X X H X X 未選中未選中 L L H L L H 讀讀 L X L L X L 寫寫例例626462648K8K*8 8 NC NC 1 28 1 28 VCC VCC 控制真值表控制真值表A12A12 WE WE CE1 CE2 OE WE WE CE1 CE2 OE 方式方式 A7A7 CE2 CE2 X X H X X H X X 未選中未選中 A6A6 A8 X X L X A8 X X L X 未選中未選中 A5A5 A9 H L H H A9 H L H H 輸出禁止輸出禁止 A4A4 A11 A11

20、H L H L H L H L 讀讀 A3A3 6264 6264 OE OE L L H X L L H X 寫寫 A2A2 A10 A10 引線：引線：A0-A12A0-A12地址，地址，1313位位 A1A1 CE1 D0-D7 8CE1 D0-D7 8位位DBDB A0 A0 D7 CE1 D7 CE1 片選片選1 1 D0 D0 D6 CE2 D6 CE2 片選片選2 2 D1 D1 D5 WE D5 WE 寫寫 D2D2 D4 OE D4 OE 輸出允許輸出允許GNDGND 14 15 14 15 D3 D3 其他RAM，如6212816K8，6225632K8，引腳關(guān)系依此類推。

21、二二.常用常用ROM目前最常用的為目前最常用的為EPROM。常用EPROM都為8位結(jié)構(gòu)，最小容量27162K8以此為基本容量。如：27324K8，27648K8，2712816K8，2725632 K8 例、27162K8 A7 1 24 VCC 引線名稱 A6 A8 A0-A10 11根地址線 A5 A9 D0-D7 8根數(shù)據(jù)線 A4 VPP CE/PGM 片選/編程控制 A3 OE OE 數(shù)據(jù)輸出允許 A2 A10 Vpp 編程電源 A1 CEPGM A0 D7 D0 D6 D1 D5 D2 D4GND 12 13 D31 2412 13 一般EPROM都有這4個控制端。有的分開，有的復用

22、。若不考慮編程有CE,OE。2716控制真值表（工作方式選擇）CE/PGM OE Vpp 方式 D0-D7 L L +5 讀 數(shù)據(jù)輸出 H X +5 維持 高阻 55ms H +25 編程 數(shù)據(jù)輸入 L L +25 編程檢驗 Dout L H +25 編程禁止 高阻例：27324K8A7 VCC 引線名稱A6 A8 A0-A11 12根地址線A5 A9 D0-D7 8根數(shù)據(jù)線A4 A11 OE/Vpp 輸出允許/編程電源A3 OEVPP CE/PGM 片選編程控制A2 A10 2732 方式選擇A1 CEPGM CE/PGM OE/Vpp 方式A0 D7 L L 讀 D0 D6 H X 維持

23、D1 D5 50ms Vpp 編程 D2 D4 L L 編程檢驗 GND D3 H Vpp 編程禁止 1 2412 13例：27648K8A0-A12 13根地址線D0-D7 8根數(shù)據(jù)線CE 片選OE 輸出選通PGM 編程脈沖輸入Vpp 編程電源 VPP VCC A12 PGM A7 NC A6 A8 A5 A9 A4 A11 A3 OE A2 A10 A1 CE A0 D7 D0 D6 D1 D5 D2 D4GND D31 2814 15 2764方式選擇CE OE PGM Vpp 方式 D0-D7L L H +5 讀 DoutH X X +5 維持 高阻L H L Vpp 編程 DinL

24、L H Vpp 編程檢驗 DoutH X X Vpp 編程禁止 高阻其他，如：27128，27256和2764類似，只是地址線增加，使用時查手冊。注：EPROM的編程電壓Vpp視 產(chǎn)品型號有所不同，使用時查手冊。5.3 存儲器與存儲器與CPU的接口的接口一.連接時應(yīng)該考慮的問題在CPU對存儲器進行讀/寫操作時，首先CPU給出地址，然后要發(fā)出相應(yīng)的讀/寫控制信號，最后才能在數(shù)據(jù)總線上進行信息交換。所以，存儲器和CPU的連接，有三個部分：（1）、地址線的連接；（2）、數(shù)據(jù)線的連接；（3）、控制線的連接。在具體連接時應(yīng)考慮下面問題：1、CPU總線的總線的負載能力負載能力在微機系統(tǒng)中，CPU通過總線與

25、數(shù)片存儲器和若干I/O芯片相連，而這些芯片可能為TTL器件，或MOS器件，所以構(gòu)成系統(tǒng)時CPU總線能否支持其負載是必須考慮的問題。一般，CPU的輸出線的直流負載能力為一個TTL負載或20個MOS負載。目前存儲器基本上是MOS器件，直流負責很小，在小型系統(tǒng)中，CPU可直接和存儲器相連；而在較大的系統(tǒng)中，需加緩沖器或總線驅(qū)動器來增大驅(qū)動能力。后面設(shè)計假定是小型系統(tǒng)。2、CPU的時序和存儲器的存取速度之間的配合問題。CPU訪問存儲器時有其固定的時序，而存儲器有一定的存取時間tRC或tWC；一般以CPU的時序來確定對存儲器的存儲速度的要求；在存儲芯片已確定的情況下，則應(yīng)考慮是否需要遷入TW周期等。后面

26、設(shè)計，假設(shè)能配合，不考慮插入電路。3、存儲器的地址分配和片選問題因為目前單片存儲器的容量仍然是有限的，所以總是要由許多片才能組成一定容量的存儲器。后面設(shè)計重點考慮地址分配和片選問題。4、控制信號的連接CPU與存儲器交換信息時，除需要連接地址線、數(shù)據(jù)線、還有讀/寫控制線。后面設(shè)計假設(shè)已由前面介紹的CPU系統(tǒng)提供MEMR/MEMW控制信號。若系統(tǒng)不能提供MEMR/MEMW信號時，譯碼時應(yīng)加IO/M控制信號。二、地址選擇二、地址選擇地址分配地址分配地址線的連接地址線的連接 一個存儲器系統(tǒng)通常有許多存儲器芯片組成的。為了能正確實現(xiàn)存儲器尋址，必須用一部分的地址線（通常是低位）連到所有存儲器芯片，實現(xiàn)片

27、內(nèi)尋址；另一些地址線（通常是高位）通過地址譯碼作為芯片的片選信號，實現(xiàn)片間尋址（頁尋址），即片選。通過地址譯碼實現(xiàn)片選的方法有三種：1、線選法、線選法直接將某些高位地址線接往存儲器芯片的片選端。當該地址線為0或1時，就選中該芯片；即用一根地址線選通一塊芯片。例：某微機系統(tǒng)的地址為16位，欲擴展ROM和RAM各256個字節(jié)。已知選用2568的存儲器芯片。將低8位地址線并聯(lián)到各芯片的地址線端。將A14反相接ROM的CS；將A15反相接RAM的CS。即用高2位AB作片選。地址分配：地址分配：A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0

28、 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1有用地址256字節(jié)4000H40FFH重疊地址4100H 7FFFH有用的地址256字節(jié)8000H80FFH重疊地址8100HBFFFHROMRAM若系統(tǒng)中只有兩片可用更簡單方法：則地址分配：（一般復位IP0000指向ROM）ROM 000

29、0H7FFFH32K RAM 8000HFFFFH32K 線譯碼電路簡單，無需外加任何別的譯碼邏輯電路，但浪費了可用地址空間，出現(xiàn)了很大的地址重疊區(qū)，且地址空間不連續(xù)，給編程帶來某些困難。常用于小型微機系統(tǒng)（容量小，芯片少）。2、全譯碼法、全譯碼法 全譯碼法對全部地址線進行譯碼。將地址的低位直接接到存儲器的芯片的地址端，實現(xiàn)片內(nèi)尋址；將剩余的高位全部接譯碼器的輸入端，經(jīng)譯碼后的輸出作片選，實現(xiàn)片選尋址。例：某16位AB微機系統(tǒng)擴展2KB RAM和2KB ROM，用1K8的芯片，地址安排在64K空間的最低4K位置。地址分配：A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6

30、A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10000H03FFH，20400H07FFH 30

31、800H0BFFH，40C00H0FFFH1ROM2ROM3RAM4RAM 將地址線低10位A9-A0直接到芯片地址端，實現(xiàn)片內(nèi)尋址。將高6位地址經(jīng)6：64譯碼器，取譯碼輸出的低4位作片選。當存儲容量小于可尋址的存儲空間，一般從譯碼器輸出線選中連續(xù)的幾根作片選，多余的令其空閑，以便日后需要時擴充。如上使用Y0Y3，Y4Y63空閑。將數(shù)據(jù)線并接到數(shù)據(jù)總線上。將讀信號MEMR接存儲器讀允許OE，將寫信號MEMW接存儲器寫允許WE。全譯碼不浪費存儲空間地址，地址唯一，地址不重疊，且連續(xù)，但譯碼電路比較復雜。3、部分譯碼部分譯碼在系統(tǒng)中如果不要求提供CPU可尋址的全部單元，則可采用線譯碼和全譯碼相結(jié)合

32、的方法。將高位地址的部分地址線參入譯碼，一部分不參入譯碼。所以亦出現(xiàn)部分地址重疊。4、常用典型譯碼器常用典型譯碼器74LS1383：8譯碼器譯碼器4、常用典型譯碼器、常用典型譯碼器74LS1383：8譯碼器譯碼器 功能表 允許控制端 輸入端 輸出端 G1 G2A G2B C B A yi 0 0 0 y0=L 0 0 1 y1=L 1 0 0 0 1 0 y2=L 0 1 1 y3=L 1 0 0 y4=L 1 0 1 y5=L 1 1 0 y6=L 1 1 1 y7=L即只有G1 G2A G2B100，才可以開啟譯碼器，有yi輸出。其余yi為H引腳參見P193三、三、CPU與存儲器連接舉例與

33、存儲器連接舉例三總線連接三總線連接 靜態(tài)RAM芯片具有1位，4位，8位結(jié)構(gòu)，容量不等，一般與8位數(shù)據(jù)線連接時，應(yīng)在字向和位向兩方面擴展，一般字向采用地址串聯(lián)滿足容量要求，位向采用位并聯(lián)滿足位數(shù)要求。例1：某16位AB系統(tǒng)，擴展4KB RAM，使用2114 1K4芯片，允許地址重疊。位擴展位并聯(lián)。用2片2114構(gòu)成1K8，1片接DB的低4位D0D3，另一片接D4D7。字擴展地址串聯(lián)，用8片2114構(gòu)成4K8。低10位地址接2114的A9-A0,實現(xiàn)片內(nèi)1K字節(jié)單元尋址。允許重疊，使用部分譯碼，選A12-A10參入譯碼。選譯碼器的Y0-Y3作片選(Yi應(yīng)同接兩片CS）。將存儲器寫信號MEMW接21

34、14的寫控制端WE(高電平為調(diào)讀）?？?cè)萘繂纹萘科瑪?shù)4K81K48片 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1A0 X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X 0 1 1 0 0 0 0

35、 0 0 0 0 0 0 X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 地址有重疊，如高三位為 001111時：2000H-E3FFH為1#,2#重疊地址。0000H-03FFH1#,2#地址0400H-07FFH3#,4#地址0800H-0BFFH5#,6#地址0C00H-0FFFH7#,8#地址地址分配：12345678例2、某16位AB微機系統(tǒng)，擴展8KB ROM和4KB RAM，ROM用2732（4K8），RAM用6116（2K8），使用地址為00002FFFH，要求地址唯一。由單片容量和結(jié)構(gòu)可知用2片2732，2片6116形成8K ROM，和4K RAM。地址線低1

36、2位A11-A02732的地址端，低11位A10-A06116的地址端。一般選擇高位作控制，低位作譯碼輸入。如A15138 的G2A,對A14A13A12進行譯碼，每條輸出線尋址4K，用Y01#2732,Y12#2732,地址唯一，需用A11與Y2進行二次譯碼，以選擇6116。8位數(shù)據(jù)線直接相連。4片存儲器的OE均接存儲器讀控制MEMR,2片6116的WE接MEMW。地址分配：A15A14A13 A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

37、1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10000H0FFFH1#；1000H1FFFH2#；2000H27FFH3#；2800H2FFFH4#.1#ROM2#ROM3#RAM4#RAM上題另一種譯碼方式：對于容量不同的譯碼有兩種：一種是先按容量大的進行一次譯碼，將部分譯

38、碼輸出作為大容量芯片的片選信號；另一部分譯碼輸出與其他相關(guān)地址進行二次譯碼產(chǎn)生小容量芯片的片選信號。推而廣之，可用多層譯碼相繼產(chǎn)生容量從小到大的不同芯片的片選信號。另一種是按容量小的進行一次譯碼，將部分譯碼輸出作為小容量芯片的片選信號；而大容量的需占用兩根或多根譯碼輸出線?？捎秘摶蜷T來控制。1#2732 0000 0XXX XXXX XXXX0000-07FFF 0000 1XXX XXXX XXXX0800-0FFF2#2732 0001 0XXX XXXX XXXX1000-17FF 0001 1XXX XXXX XXXX1800-1FFF例3、為8088系統(tǒng)擴展16KB ROM和8KB

39、RAM，ROM用2764（8K8），RAM用6264（8K8），其地址范圍為FA000HFFFFFH,用138譯碼，要求地址唯一，且地址連續(xù)（設(shè)CPU系統(tǒng)提供MEMRMEMW信號）。地址分析：因為2138K，所以片內(nèi)尋址為A12-A0,對A19A13譯碼。將FA000HFFFFFH地址分成三個8K，以 尋找規(guī)律。FA000H 1111 1010 0000 0000 0000(第一個8K RAM）FBFFFH1111 1011 1111 1111 1111(第一個8K RAM)FC000H 1111 1100 0000 0000 0000(第二個8K ROM）FDFFFH1111 1101 1111 1111 1111(第二個8K ROM）FE000H 1111 1110 0000 0000 0000(第三個8K ROM）FFFFFH1111 1111 1111 1111 1111(第三個8K ROM）A19 A15 A11 A7 A3 A0 高4位A19-A161111固定不變,A15 A14 A13=111 110 101所以 對此三位譯碼，選Y7作為一片ROM的片選，選Y6作為第二片ROM的片選，選Y5作RAM的片選即可。作業(yè)：P198.1.3.